Solarthermie im Winter leistungsfähig: So geht es!

Was kann eine Solarthermie-Anlage in den Wintermonaten leisten?

Eine Solarthermieanlage funktioniert unabhängig von der Art der Solarkollektoren immer nach demselben Prinzip: Die Energie der Sonnenstrahlen wird über das Solarglas auf den Absorber geleitet. Der Absorber gibt die Wärme an die Solarflüssigkeit ab und diese überträgt die Wärmeenergie über einen Wärmetauscher an Heizungswasser oder Brauchwasser.

Da die Leistung von Solarthermie vor allem von der Intensität der Sonneneinstrahlung abhängt, kann sie im Winter nicht so viel Wärmeenergie erzeugen wie im Sommer. Im Durchschnitt reduziert sich die Leistung einer Solarthermieanlage im Winter auf rund 20 bis 30 Prozent der maximalen Wärmeleistung.

Deshalb wird Solarthermie im Winter fast überwiegend zur Warmwassergewinnung eingesetzt. Für die Heizungsunterstützung ist besonders bei Schneefall und trüben Wintertagen schlicht zu wenig Sonnenenergie verfügbar. Darüber hinaus sind die Tage im Winter kürzer, sodass die Sonnenscheindauer sich ebenfalls verkürzt.

Um Solarthermie im Winter möglichst effizient zu nutzen, kommt es deshalb vor allem auf den Einfallswinkel der Anlage und die Kollektorfläche an.

Kann ich mit Solarthermie im Winter heizen?

Während die Heizung in der Übergangszeit nur selten auf hoher Leistung betrieben wird, muss der Heizkessel im Winter deutlich mehr arbeiten. Die Solaranlage allein reicht im Winter nicht zum Heizen aus. Das zeigt eine Übersicht über die mögliche Leistung von Solarthermie an Wintertagen mit unterschiedlicher Witterung:

Bei klarem Himmel und Sonnenschein können Solarkollektoren bis zu einer kWh Energie pro Quadratmeter Kollektorfläche auch im Winter erzeugen.

Bedecken nur ein paar Wolken den Himmel, sinkt die Leistung schon auf 0,6 kWh pro Quadratmeter Kollektorfläche. Bei bedecktem Himmel reduziert sich die Leistung auf 0,3 kWh und an einem ganz trüben Wintertag auf 0,1 kWh pro Quadratmeter Kollektorfläche.

Ein Beispiel: Um 10 Minuten warm zu duschen, benötigen Sie rund 6 kWh Energie. Nutzen Sie eine Solaranlage mit 4 Quadratmetern Kollektorfläche, muss diese bei Sonnenschein im Winter länger als eine Stunde Wärme erzeugen, damit Sie so lange warm duschen können.

Viele Verbraucher denken, dass sie einfach nur die Solaranlage größer dimensionieren müssen, um im Winter damit heizen zu können. Selbstverständlich kann mehr Kollektorfläche auch mehr Wärme erzeugen. Allerdings würden Sie dann im Sommer viel zu viel Wärme produzieren, welche die Anlage gar nicht mehr verarbeiten kann. Es könnte dann zu Schäden an den Solarkollektoren kommen.

Was muss beim Heizen mit Solar im Winter beachtet werden?

Damit Sie im Winter mit Solarthermie Wärme erzeugen können, müssen Sie vor allem an Frostschutz denken. Verschiedene Varianten sind möglich:

• Glycol: Um ein Einfrieren der Solarflüssigkeit zu verhindern, wird dem Trägermedium in der Regel Frostschutzmittel beigemengt. Hierbei muss ein bestimmtes Mischverhältnis berücksichtigt werden. Die Flüssigkeit kann im Winter wie im Sommer verwendet werden.
• Druckerhaltende Solarthermie-Systeme: Bei diesen Systemen wird warmes Wasser mit dem Heizkessel erzeugt und anschließend in die Solaranlage gepumpt. Diese Methode ist jedoch hinsichtlich ihrer Energieeffizienz umstritten.
• Drainback-Systeme: Um gefrierende Solarflüssigkeit zu verhindern, lässt das System in diesem Fall die Flüssigkeit ab, wenn diese stillsteht.

Am häufigsten kommen in der Praxis Solaranlagen mit Solarflüssigkeit zum Einsatz, welcher Glycol zugesetzt wird.

Lässt sich der Ertrag im Winter optimieren?

Um den ohnehin geringeren solaren Ertrag im Winter zu erhöhen, sollten Hausbesitzer auf diese Aspekte achten:

• Die Neigung der Kollektorfläche sollte im Winter etwas steiler sein, um mehr Sonneneinstrahlung der tiefer stehenden Sonne aufzufangen. Eine Neigung von 70 Grad empfiehlt sich für ganzjährig gleichmäßigen Wärmeertrag.
• Sie können die Kollektorfläche angemessen erhöhen. Hier sollten Sie aber darauf achten, dass die Fläche für die Sommerzeit nicht zu groß dimensioniert ist.
• Wenn Sie Röhrenkollektoren einsetzen, erzielen Sie damit auch im Winter höhere Wirkungsgrade. Der Grund dafür ist die besondere Bauweise, dank derer die Röhren auch bei diffuser Sonneneinstrahlung Wärme aufnehmen können.
• Sie sollten Schnee von den Solarkollektoren entfernen, damit die Absorber von den Sonnenstrahlen erreicht werden können.
• Sind Sie im Winter sparsamer mit der Warmwassernutzung, können Sie mehr von Ihrem solaren Ertrag profitieren.
• Mit einem großen Pufferspeicher haben Sie die Möglichkeit, viel Wärme zu speichern, wenn es z.B. mehrere sehr sonnige Wintertage hintereinander gibt.

Grundsätzlich gilt auch bei Solarthermie im Winter wie bei allen Heizungen: Je besser Sie Energie speichern können und je weniger Wärmeverluste entstehen, desto effizienter lässt sich die erzeugte thermische Energie nutzen.

Fazit: Weniger Wärme im Winter, aber dennoch sinnvoll

Auch wenn die Leistung von Solarthermie im Winter nicht zum Heizen ausreicht, ist eine solche Anlage auch in der kalten Jahreszeit sinnvoll. Das gilt vor allem für optimal ausgerichtete und passend dimensionierte Kollektorflächen. Wer darüber hinaus noch Röhrenkollektoren einsetzt, kann im Winter immer noch bis zu 30 Prozent der Wärmeleistung des Sommers erzielen.

Da die Winter in unseren Breiten aufgrund klimatischer Veränderungen ohnehin nicht mehr so frostreich sind, erhöht sich die Leistung der Solarthermieanlage im Winter nochmals. Für die Warmwassererzeugung reicht sie dann auch an Wintertagen allemal aus.

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